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高中物理磁感应强度的知识点归纳

时间:2022-03-24 11:34:44 物理 我要投稿

高中物理磁感应强度的知识点归纳

  物理学(physics)是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。以下是小编收集整理的高中物理磁感应强度的知识点归纳,欢迎大家分享。

高中物理磁感应强度的知识点归纳

  高中物理磁感应强度的知识点归纳1

  磁感应强度(magnetic flux density),描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强;磁感应强度越小,表示磁感应越弱。

  磁感应强度的定义公式

  磁感应强度公式B=F/(IL)

  磁感应强度是由什么决定的?磁感应强度的大小并不是由F、I、L来决定的,而是由磁极产生体本身的属性。

  如果是一块磁铁,那么B的大小之和这块磁铁的大小和磁性强弱有关。

  如果是电磁铁,那么B与I、匝数及有无铁芯有关。

  很多文章都建议同学们采用类比的方法来理解各个物理量。我们用电阻R来做个对比。

  R的计算公式是R=U/I;可一个导体的电阻R大小并不是由U或者I来决定的。而是由其导体自身属性决定的,包括电阻率、长度、横截面积。同样,磁感应强度B也不是由F、I、L来决定的,而是由磁极产生体本身的属性。

  如果同学们有时间,可以把静电场中电容的两个公式来对比着复习、巩固下。

  B为矢量,方向与磁场方向相同,并不是在该处电流的受力方向,运算时遵循矢量运算法则(左手定则)。

  描述磁感应强度的磁感线

  在磁场中画一些曲线,用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线叫磁感线。

  磁感线是闭合曲线。规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S极到N极。

  磁感线都有哪些性质呢?

  ⒈磁感线是徦想的,用来对磁场进行直观描述的曲线,它并不是客观存在的。

  ⒉磁感线是闭合曲线;磁铁的磁感线,外部从N指向S,内部从S指向N;

  ⒊磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱,磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。

  ⒋任何两条磁感线都不会相交,也不能相切。

  磁感线(不是磁场线)的性质最好与电场线的性质对比来记忆。

  磁感应强度B的所有计算式

  磁感应强度B=F/IL

  磁感应强度B=F/qv

  磁感应强度B=ξ/Lv

  磁感应强度B=Φ/S

  磁感应强度B=E/v

  其中,F:洛伦兹力或者安培力

  q:电荷量

  v:速度

  ξ:感应电动势

  E:电场强度

  Φ:磁通量

  S:正对面积

  磁通量

  磁通量是闭合线圈中磁感应强度B的累积。

  ⒈定义一:φ=BS,S是与磁场方向垂直的面积,如果平面与磁场方向不垂直,应把面积投影到与磁场垂直的方向上,求出投影面积;

  ⒉定义二:表示穿过某一面积磁感线条数;此时,我们认为B代表的意义是单位面积内的磁感线密度。

  磁通量是标量,但有正、负,正、负号不代表方向,仅代表磁感线穿入或穿出。同学们能不能想到其他类似的物理量呢?比如,电流,也是有“运动方向”的标量。

  当一个面有两个方向的磁感线穿过时,磁通量的计算应算“纯收入”,即ф=ф -ф (ф 为正向磁感线条数,ф 为反向磁感线条数。)

  高中物理楞次定律的知识点

  楞次定律的内容

  感应电流产生的磁场,总是在阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化。

  楞次定律的核心,也是最需要大家记住的是“阻碍”二字。

  在高中物理利用楞次定律解题,我们可以用十二个字来形象记忆:“增反减同,来拒去留,增缩减扩”。

  楞次定律(Lenz law)是一条电磁学的定律,从电磁感应得出感应电动势的方向。其可确定由电磁感应而产生之电动势的方向。它是由俄国物理学家海因里希·楞次(Heinrich Friedrich Lenz)在1834年发现的。

  楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。楞次定律还可表述为:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。

  对楞次定律的正确理解与使用分析:

  第一,电磁感应楞次定律的核心内容是“阻碍”二字,这恰恰表明楞次定律实质上就是能的转化和守恒定律在电磁感应现象中的特殊表达形式;

  第二,这里的“阻碍”,并非是阻碍引起感应电流的原磁场,而是阻碍(更确切来描述应该是“减缓”)原磁场磁通量的变化;

  第三,正因阻碍是的是“变化”,所以,当原磁场的磁通量增加(或减少)而引起感应电流时,则感应电流的磁场必与原磁场反向(或同向)而阻碍其磁通量的增加(或减少),概括起来就是,增加则反向,减少则同向。这就是老师总结的做题应用定律“增反减同”四字要领的由来。

  楞次定律阻碍的表现有哪些方式?

  (1)产生一个反变化的磁场。

  (2)导致物体运动。

  (3)导致围成闭合电路的边框发生形变。

  楞次定律的应用步骤

  具体应用包括以下四步:

  第一,明确引起感应电流的原磁场在被感应的回路上的方向;

  第二,搞清原磁场穿过被感应的回路中的磁通量增减情况;

  第三,根据楞次定律确定感应电流的磁场的方向;

  第四,运用安培定则判断出感生电流的方向。

  高中物理网编辑提醒大家,楞次定律要灵活运用,有些题可以通过“感应电流的磁场阻碍相对运动”出发来判断。

  在一些由于某种相对运动而引起感应电流的电磁感应现象中,如运用楞次定律从“感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的'磁通量变化”出发来判断感应电流方向,往往会比较困难。

  对于这样的问题,在运用楞次定律时,一般可以灵活处理,考虑到原磁场的磁通量变化又是由相对运动而引起的,于是可以从“感应电流的磁场阻碍相对运动”出发来判断。

  高中物理的公式E=BLV的详解

  公式E=Blv

  单独一根导体棒切割磁感线时,产生的电动势大小为E=Blv;这里的Blv三者垂直,如果不垂直,需要将l等效替换,将v投影。

  E=Blv与E=△Φ/△t的区别、联系

  联系

  由公式E=△Φ/△t推导E=Blv的过程。

  如图,在某个△t时间内容,导体棒运行的距离为v*△t,磁通量的变化量为△Φ=B*△S=B*l*v*△t,显然E=△Φ/△t=Blv;

  也就是说,当△Φ的变化,是由于单根导体棒切割引起的时,E=Blv与E=△Φ/△t是相通的。

  区别

  E=Blv仅仅使用与单根导体棒切割引起Φ的变化,其他情况(如B变化、面积S是圆周状且半径均匀增大等)只能用E=△Φ/△t。

  当没有闭合线圈时,不能用E=△Φ/△t;但可以用E=Blv来求解导体棒上电动势,这种情况是有感应电动势但无感应电流。下面我们来做一个解释。

  没有感应电流可以有感应电动势

  很多学生对此有疑问,高中物理网编辑在这里简单做个说明。虽然不产生感应电流,但可以产生感应电动势。

  在咱们高中课本中,电动势的概念最早源于哪里?是恒定电路;不明白的同学去看物理选修3-1第二章内容。

  这里提到的感应电动势,也是电动势(的一种),只不过是由感应(电磁感应)产生的而已;本质上不是有电源产生的,而是通过其他能量产生的。

  举个例子,感应电动势与电动势,就像是黑猫是猫一样的道理。

  因此,我们可以借助于电源的电动势与电流来理解感应电流与感应电动势之间的关系。物理网编辑给大家做一个简要说明,如下:

  有电源,在没有导线连接成电路的情况下,没有电流;此时有电压、没有电流。

  同样也可以适用于电磁感应。由于切割磁感线,进而产生感应电动势(电压),但在没有导线连接成电路的情况下,自然是没有电流的。

  大家想一想,是不是这个道理呢?

  用公式E=BLv求电动势应注意

  利用公式E=BLv求电动势这类习题在中学物理中是常见的,但利用此公式时应注意以下几点。

  1. 此公式的应用对象是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电动势的计算,一般用于匀强磁场(或导体所在位置的各点的磁感应强度相同)。

  2. 此公式一般用于导体各部分切割磁感线速度相同的情况,如果导体各部分切割磁感线的速度不同,可取其平均速度求电动势。

  高中物理磁感应强度的知识点归纳2

  一、磁场

  磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。电流在周围空间产生磁场,小磁针在该磁场中受到力的作用。磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的。

  磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质,磁极或电流在自己的周围空间产生磁场,而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。

  二、磁现象的电本质

  1、罗兰实验

  正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转,发现小磁针发生偏转,说明运动的电荷产生了磁场,小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。

  2、安培分子电流假说

  法国学者安培提出,在原子、分子等物质微粒内部,存在一种环形电流-分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。安培是最早揭示磁现象的电本质的。

  一根未被磁化的铁棒,各分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同,两端对外显示较强的磁性,形成磁极;注意,当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。

  3、磁现象的电本质

  运动的电荷(电流)产生磁场,磁场对运动电荷(电流)有磁场力的作用,所有的磁现象都可以归结为运动电荷(电流)通过磁场而发生相互作用。

  三、磁场的方向

  规定:在磁场中任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向就是那一点的磁场方向。

  四、磁感线

  1、磁感线的概念:在磁场中画出一系列有方向的曲线,在这些曲线上,每一点切线方向都跟该点磁场方向一致。

  2、磁感线的特点:

  (1)在磁体外部磁感线由N极到S极,在磁体内部磁感线由S极到N极。

  (2)磁感线是闭合曲线。

  (3)磁感线不相交。

  (4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强。

  3、几种典型磁场的磁感线:

  (1)条形磁铁。

  (2)通电直导线。

  ①安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向;

  ②其磁感线是内密外疏的同心圆。

  (3)环形电流磁场:

  ①安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是环形导线中心轴线的磁感线方向。

  ②所有磁感线都通过内部,内密外疏。

  (4)通电螺线管:

  ①安培定则:让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,伸直的大拇指的方向就是螺线管内部磁场的磁感线方向;

  ②通电螺线管的磁场相当于条形磁铁的磁场。

  五、磁感应强度

  1、定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线,所受的磁场力跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫做通电导线处的磁感应强度。

  2、定义式:B=F/IL

  3、单位:特斯拉(T),1T=1N/A.m

  4、磁感应强度是矢量,其方向就是对应处磁场方向。

  5、物理意义:磁感应强度是反映磁场本身力学性质的物理量,与检验通电直导线的电流强度的大小、导线的长短等因素无关。

  6、磁感应强度的大小可用磁感线的疏密程度来表示,规定:在垂直于磁场方向的1m2面积上的磁感线条数跟那里的磁感应强度一致。

  7、匀强磁场:

  (1)磁感应强度的大小和方向处处相等的磁场叫匀强磁场。

  (2)匀强磁场的磁感线是均匀且平行的一组直线

  六、磁通量

  1、定义:磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量。

  2、定义式:φ=BS(B与S垂直) φ=BScosθ(θ为B与S之间的夹角)

  3、单位:韦伯(Wb)

  4、物理意义:表示穿过磁场中某个面的磁感线条数。

  5、B=φ/S,所以磁感应强度也叫磁通密度。

  七、安培力

  1、磁场对电流的作用力叫安培力。

  2、安培力大小:安培力的大小等于电流I、导线长度L、磁感应强度B以及I和B间的夹角的正弦sinθ的乘积,即F=BIlsinθ。

  注意:公式只适用于匀强磁场。

  3、安培力的方向:安培力的方向可利用左手定则判断。

  左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么拇指方向就是通电导线在磁场中的受力方向。安培力方向一定垂直于B、I所确定的平面,即F一定和B、I垂直,但B、I不一定垂直。

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